Alexander Indra

AGES-Institut für medizinische Mikrobiologie und Hygiene Wien

September 2013

Bioterrorismus welche Erreger kommen in Frage?

2

Was sind Biowaffen?

• Biologische Waffen sind Kampfstoffe, bei denen

Krankheitserreger oder biologische Giftstoffe wie ..

• Bakterien

• Pilze

• Viren

• Toxine

• Insekten

…gezielt als Waffe eingesetzt werden

3

Was sind Biowaffen?

• Biologische Kampfstoffe richten sich gegen Lebewesen und neuerdings auch gegen unbelebte Stoffe

• Humanpathogene Erreger

• Tier- und pflanzenpathogene Erreger

• Biologische Toxine

• Material zerstörende Organismen

• z.B. Treibstoff, …

• Biologische Kampfstoffe müssen aufbereitet und verbreitet werden

• z.B. Sporen rieselfähig machen

• Toxin Aufreinigung

4

Eine kurze Geschichte ….

… der biologischen Kriegsführung

• die Hethiter verwendten verseuchtes Vieh im Feindesland,

um deren Ernährungsproduktion zu stören

• Perser, Griechen und Römer verseuchten die Brunnen

ihrer Feinde mit verwesenden Leichen

• Antike Bogenschützen vergifteten oder kontaminierten

ihre Pfeile mit Exkrementen, Leichenteilen und Blut von

Kranken

5

Eine kurze Geschichte ….

• Hannibal von Karthago lies bei einer Seeschlacht, mit

giftigen Schlangen gefüllte Tonkrüge auf die Schiffe

seiner Feinde, werfen

• Im Jahr 1346 wurde die Bevölkerung der Stadt Kaffa

(Feodossija) von den Tataren nach dreijähriger

Belagerung mit deren Pesttoten beschossen

• Beginn der ersten Pestwelle durch Flüchtlinge?

6

Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe

• Anthrax (Bacillus anthracis)

• Botulismus (Clostridium botulinum toxin)

• Pest (Yersinia pestis)

• Pocken (Variola major)

• Tularemie (Francisella tularensis)

• hemorrhagische Fieber-Viren (Filovirus, z.B. Ebola, Marburg und Arenavirus, z.B. Lassa, Machupo)

7

Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe

• Anthrax (Bacillus anthracis)

• Botulismus (Clostridium botulinum toxin)

• Pest (Yersinia pestis)

• Pocken (Variola major)

• Tularemie (Francisella tularensis)

Für diese Stoffe und Erreger ist eine Impfung entwickelt

8

Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe

• Was bedeutet Kategorie A?

• Die Stoffe können leicht verbreitet werden

• Eine Mensch-Mensch Übertragung ist möglich

• Hohe Morbitität/Mortalität der Erkrankungen

• Panik in der Bevökerung durch Erkrankungsfälle ausgelöst

• Hoher Behandlungsaufwand und die Kosten der Betreung

9

Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe

• Brucellose (Brucella species)

• Lebensmittel übertragbare Erreger

• Salmonella Spezies, Escherichia coli O157:H7, Shigella

• Durch Wasser übertragbare Erreger

• Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum

• Rotz (Burkholderia mallei)

• Melioidose (Burkholderia pseudomallei)

10

Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe

• Fleckfieber (Rickettsia prowazekii)

• Virale Encephalitis z.B. Alphaviren

• Psittakose (Chlamydia psittaci)

• Q-Fieber(Coxiella burnetii)

• Staphylococcal enterotoxin B

• Epsilon-Toxin von Clostridium perfringens

• Rizin des Wunderbaums (Ricinus communis )

11

Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe

• Was bedeutet Kategorie B?

• Noch leicht auszubringen Erreger/Stoffe

• Hohe Morbidität aber geringe Mortalität

• Hohe Behandlungs- und Therapieaufwand

• Die Diagnostik kann zumeist nur von Speziallaboratorien

gewährleistet werden

12

Biowaffen: Kategorie C Erreger/Stoffe

• Emerging infectious diseases

• z.B. Nipah Virus and Hantavirus

• Was bedeutet Kategorie C?

• Die Erreger/Stoffe sind noch leicht auszubringen und herzustellen

• Hohe Morbidität / Mortalität

• Hohe Behandlungs- und Therapieaufwand

• Die Diagnostik kann zumeist nur von Speziallaboratorien

gewährleistet werden

13

ANTHRAX

14

Bacillus Anthracis

Gram Positiv

• fakultativ anaerob

• Sporenbildung

• Kapselbildung

Vorkommen

• Die umweltresistenten Sporen kommen ubiquitär vor

• Reservoir ist der Erdboden

- Der Boden kann nach Seuche Jahre kontaminiert sein

15

Bacillus Anthracis

16

Bacillus Anthracis

Übertragung

• Zoonose

- Menschen infizieren sich über Kontakt

mit Tieren oder Tierprodukten

Fleisch, Wolle, Rasierpinsel

• Biowaffe

- technisch veränderte Sporen

17

Bacillus Anthracis

Erkrankungen

• Die Sporenaufnahme erfolgt meist über Hautläsionen

• selten durch

- Ingestion

- Inhalation.

• Die Sporen gehen an der Infektionsquelle in das Vegetativstadium

über und Milzbrandtoxin wird sezerniert

18

Bacillus Anthracis

Hautmilzbrand

• häufigste Form

• Pustula maligna an der Infektionsstelle

- schmerzlose Pappel mit ödematösen Rundsaum (Antraxtoxin)

- das Zentrum der Pappel zerfällt dann langsam

• Häufigster Infektionsort

- Hände

- Unterarme

- Gesicht

19

Bacillus Anthracis

Hautmilzbrand Bild 1: Pustula maligna Bild 2: zerfallene Pappel

20

Bacillus Anthracis

21

Bacillus Anthracis

Lungenmilzbrand

• durch Inhalation der Sporen

• Ausbildung einer Pneumonie mit Gewebsschäden

• Tödlich

Darmmilzbrand

• schwere meist tödliche Infektion nach oraler Aufnahme der Sporen

• Es kommt zu einer Enteritis mit blutigen Stühlen und Aszitebildung

22

Bacillus Anthracis

23

Bacillus Anthracis

Prävention

• Schutzimpfung für Tiere und auch für Menschen.

Nachweis

• Labordiagnose mittels Kulturnachweis und PCR

Therapie

• Darmmilzbrand und Lungenmilzbrand hat noch kaum jemand

überlebt.

• Bei Hautmilzbrand hilft Penicillin niemals chirurgisch sanieren.

Meldepflicht jeder Erkrankung!

24

Bacillus Anthracis

25

Bacillus Anthracis

26

Bacillus Anthracis

27

Bacillus Anthracis

28

Bacillus Anthracis

29

Bacillus Anthracis

30

Bacillus Anthracis

31

Yersinia pestis

32

•Die Pest hat vor Jahrhunderten Landstriche entvölkert

•Die letzte große Epidemie war im Indien des 18. Jahrhunderts und

• fast 6 Millionen Tote

Übertragung

•durch Rattenflöhe übertragen (Zoonose)

•Mensch zufälliger Zwischenwirt

•Mensch-Mensch-Übertragung bei Lungenpest

Yersinia pestis

33

Erkrankung

•Bubonenpest

• Plötzliches Unwohlsein

• Kopfschmerz, Fieber

• Bubone (schmerzhafte dunkle Beulen)

• Anschwellen der Lymphknoten

•Lungenpest

• meistes tödlich

Yersinia pestis

34

Flöhe sind die Vektoren der Pest

Yersinia pestis

35

Therapie

•Antibiotikagabe ist so schnell wie möglich einzuleiten

Prävention

•Rattenbekämpfung

- durch Religionen – Ratten sind in einigen Gebieten heilige Tiere – wird die Bekämpfung behindert

•Impfung, schützt vor Bubonenpest

- aber nicht vor Lungenpest.

Meldepflicht

•Verdacht, Erkrankung und Tod

•Pest ist WHO-quarantänepflichtige Krankheit

Yersinia pestis

36

Yersinia pestis

37

Yersinia pestis

38

Yersinia pestis

39

auch in manchen Industrieland ist die Pest noch endemisch z.B. USA

Yersinia pestis

40

Yersinia pestis

41

Hasenpest

42

Francisella tularensis

• Francisella tularensis besteht aus vier Subtypen

• F. tularensis subsp. holarctica

• milde Erkrankungsform beim Menschen

• In Europa und Asien

• F. tularensis subsp. tularensis

• verursacht schwere Verlaufsformen

• In Amerika

• F. tularensis subsp. mediasiatica und novicida

• kaum pathogen beim Menschen

43

Francisella tularensis

• Die Übertragung den Kontakt/Verzehr von

• Wildtiere

• Hasen

• Nagetieren

• Stich oder Biß von..

• Zecken

• Stechmücken!!!

• Mensch-Mensch Übertragung ist NICHT beschrieben

• Aerogene Übertragung jedoch schon möglich

• Kategorie A Biowaffe

44

Francisella tularensis

• Erkrankung

• schwersten Verlaufsformen werden durch die Subspezies tularensis

hervorgerufen

• Allgemein-Symptome

• Fieber und Schüttelfrost

• Kopfschmerzen

• Durchfall

• Gelenks- und Muskelschmerzen

• Lymphknotenschwellungen

45

Francisella tularensis

• Pulmonie

• Trockener bis blutiger Husten

• Brustschmerzen

• Allgemeine Schwäche

• Atemnot

• Atemstillstand möglich

• Haut- und Schleimhautulzer

• Augenentzündungen

46

Salmonella typhi/paratyphi

47

Typhus/Paratyphus

Keime

• Salmonella typhi

• Salmonella paratyphi

Vorkommen

• Mensch ist einziger Wirt

• Dauerausscheidergrößte Problem dar

- Können Trinkwasser und Lebensmittel

kontaminieren

Kategorie B Erreger

48

Vibrio cholera

49

Vibrio Cholera

Gram negatives, beistrich förmiges Bakterium

Choleratoxin (Exotoxin)

•Stört die Salz/Zucker Transport im Darm

Vorkommen

•Im Süßwasser und Brackwasser

- Kontamination des Wassers durch Stuhl Erkrankter

- Problem von Entwicklungsländern, Kriegs- und Katastrophengebieten

Übertragung

•Meist über kontaminiertes Trinkwasser

50

Vibrio Cholera Verlauf

• nach 2 bis 5 Tage Übelkeit, Erbrechen

•typische „reiswasserartigen“ Durchfällen

- Mehrere Liter Stuhl pro Tag

•Elektrolyt- und Wasserverlust

- Heiserkeit (Zeichen für Wasserverlust)

- Krämpfen, Kollaps, Hypotonie u.v.m

• Das Blut eingedickt kaum Serum zu gewinnen

• Tod binnen Stunden

• Bis zu 60% Letalität ohne Behandlung

51

Vibrio Cholera Warum Kategorie B Erreger

52

53

Variola major – Pocken

• Die Pocken sind eine für den Menschen gefährliche

Infektionskrankheit

• Variola major ist NUR humanpathogen

• Je nach Stamm liegt die Letalität bei bis zu 90%

• Seit 1977 sind keine Pockenfälle

mehr aufgetreten

• seit 1980 ist die Welt pockenfrei

54

Variola major – Pocken

• Typisch biphasischer Verlauf nach 12 bis 14 Tagen

• Phase I

• Dauer 1-5 Tage dann sinkt Fieber ab

• Fieber und Schüttelfrost

• Rachenkatarrh

• Rückenschmerzen

• Patient ist hochinfektiös

55

Variola major – Pocken

• Phase II

• ca. 24h nach ersten Fieberabfall

• Symptome

• Fieber steigt erneut

• Typische Reihenfolge der Hautveränderungen

• Im Unterschied zu Feuchtblattern alle Effloreszenzen im GLEICHEN Stadium

• Makula (Fleck) → Papel → Vesikel (Bläschen) → Pustel (Eiterbläschen) → Kruste

• Vor allem Kopf, Hände und Füße

• Brust, Bauch und Oberschenkel nur schwach betroffen

• unangenehmen Geruch der Pustelflüssigkeit

56

Variola major – Pocken

• schwere Fällen

• Erblindung, Gehörlosigkeit, Lähmungen, Hirnschäden sowie

Lungenentzündungen

• Letalität der unbehandelten Pocken bei 30%

• Leichter Krankheitsverlauf

• Pusteln trocknen binnen 2 Wochen aus

• hinterlassen erkennbare Narben

57

Variola major – Pocken

58

59

Vielen Dank für Ihre Teilnahme